Chimica delle Materie Prime

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1 Chimica delle Materie Prime LA CLASSIFICAZIONE FUNZIONALE 1. COMPONENTI LIPOFILI 2. MODIFICATORI REOLOGICI 3. CONSERVANTI 4. SOSTANZE CARATTERIZZANTI 5. ADDITIVI

2 LIPIDI E EMOLLIENZA Eccipienti presenti in OLEOLITI EMULSIONI L azione emolliente è tipica dei lipidi ammorbidiscono e distendono la pelle risultato di un effetto lubrificante + un effetto umettante Quando si applica un lipide sulla pelle, esso non aderisce direttamente all epidermide ma entra in contatto con il film idrolipidico elevato potere occlusivo effetto macerante Effetto lubrificante: regolarizzano la superficie cutanea e favoriscono la stesura del prodotto cosmetico Contribuiscono a compensare la carenza lipidica e a veicolare principi funzionali liposolubili

3 I Lipidi Sostanze dotate di una spiccata idrofobia di Provenienza minerale (idrocarburi paraffinici) Provenienza animale (squalene, trigliceridi ed esteri cerosi) Provenienza vegetale (trigliceridi, esteri cerosi, fitosteroli, alcoli triterpenici, squalene) Sintesi chimica

4 Classificazione Chimica Idrocarburi Lipidi siliconici Esteri Cere Alcoli Grassi Acidi Grassi

5 Materie prime>lipidi>idrocarburi Idrocarburi Paraffinici Idrocarburi lineari, saturi, di natura estrattiva, derivati del petrolio Fluidi, solidi o semisolidi in base al numero di atomi di carbonio FLUIDI Olio minerale leggero (minore untuosità e maggiore scorrevolezza) Olio minerale pesante descritto in Farmacopea (nome INCI Paraffinum Liquidum). L assenza di polarità rende l olio minerale facilmente emulsionabile. Usato in oleoliti, emulsioni A/O e O/A, paste e lipogeli. SEMISOLIDI Vaselina (nome INCI Petrolatum) ; massa semisolida untuosa utilizzata in fards, unguenti, rossetti, creme da massaggio. Non irritante né sensibilizzante, ha buone proprietà emollienti, chimicamente e fisicamente inerte.

6 Materie prime>lipidi>idrocarburi SOLIDI Paraffina (nome INCI Paraffin) con differenti punti di fusione. Massa cerosa incolore o bianca-translucida. Stabile, dermatologicamente inerte, si utilizza per aumentare il punti di fusione della fase grassa Cera microcristallina (= nome INCI) Emolliente inerte, utilizzato in creme grasse, rossetti, stick. Ha un punto di fusione più elevato della paraffina sistemi più viscosi Ceresina (nome INCI Ceresin): usata per ridurre la sineresi degli oli e come emolliente dermatologicamente innocuo, non irritante né sensibilizzante Ozocherite (nome INCI Ozokerit): grazie alla sua plasticità è usato come succedaneo della cera d api. Inerte e innocuo per la pelle

7 E richiesta al formulatore una particolare abilità nello scegliere tra un olio minerale e l altro, fra una vaselina e l altra fra i vari tipi di idrocarburi solidi. L uso di queste materie prime risponde principalmente ad esigenze tecnologiche piuttosto che funzionali FORMULAZIONI STABILI, INCOLORI, INODORI Facile profumabilità Ridotta ossidazione Aspetto perfetto da un pdv organolettico

8 Materie prime>lipidi>idrocarburi Le Isoparaffine Idrocarburi ramificati e con basso numero di atomi di carbonio (11-17), sintetici o semisintetici + Ramificazione Basso peso molecolare Oli mobili leggeri e ralativamente volatili, usati nel settore del trucco - Utilizzo sconsigliato in vicinanza degli occhi: la volatilità può provocare fastidi ISOESADECANO POLIDECENE

9 Materie prime>lipidi>idrocarburi Le Cicloparaffine Ottenute da distillazione del petrolio o per sintesi DIOTTILCICLOESANO Nelle emulsioni A/O fornisce prodotti più leggeri, scorrevoli e gradevoli sulla cute

10 Materie prime>lipidi> idrocarburi Idrocarburi Terpenici Provenienza biologica o vegetale Derivato idrogenato SQUALENE estratto da animali marini o ricavato dalla frazione insaponificabile dell olio d oliva: odore di fondo, facilmente alterabile perché insaturo SQUALANO, preferibile per sebosimilità e proprietà organolettiche: grazie alle ramificazioni conserva comunque la struttura fluida. Inodore, incolore, saturo STABILE Alternative Sintetiche: Idrocarburi Terpenoidi ESAISOPRENE: (SYNTEQUAL) prestazioni cosmetiche simili a quelle dello squalano

11 Materie prime>lipidi>lipidi siliconici I Lipidi Siliconici Legame Lunghezza (Ǻ) Angolo ( ) C-C 1, ,1 C-O 1, ,3 Si-O 1, ,8 Energia Rotazionale (KJ/mol)

12 DIMETILPOLISILOSSANI: (Dimethicone) A varie viscosità, in base alla lunghezza della catena (n) Siliconi volatili (a basso PM) Siliconi a bassa viscosità Siliconi a media viscosità Ad elevata viscosità gomme siliconiche Sostituendo un metile con un fenile FENILPOLISILOSSANI (Phenyl Dimethicone o Phenyl Methicone): Migliore compatibilità con i lipidi organici rispetto agli oli siliconici classici Alcol solubili Se n = 4-5 SILICONI CICLIZZATI (Cyclomethicone) Volatili Limpidi, inodori, insapori, atossici, non untuosi, non sensibilizzanti Usati in deodoranti privi di acqua e come componente lipidica di emulsioni

13 Materie prime>lipidi>lipidi siliconici I Lipidi Siliconici Proprietà fisiche: Proprietà uniformi in un ampio intervallo di temperatura Bassa tensione superficiale riduzione schiuma, aumento bagnabilità Alto grado di scorrevolezza specie su substrati organici Alta idrorepellenza Inerzia fisiologica Validi lubrificanti Estrema idrorepellenza

14 Materie prime>lipidi>esteri Esteri Glicerici Esteri formati da glicerina e acidi grassi ACIDO GRASSO: acido organico di formula R COOH, dove R rappresenta una catena alchilica ACIDO GRASSO SATURO: acido privo di doppi legami, del tipo CH 3 - (CH 2 ) n - COOH ; prevalentemente contenuto nei grassi di origine animale (burro, lardo) è solido a temperatura ambiente ACIDO GRASSO INSATURO: acido con uno o più doppi legami; è prevalentemente contenuto negli oli vegetali, è liquido a temperatura ambiente

15 Materie prime>lipidi>esteri Esteri Glicerici: Classificazione VEGETALE OLI (grassi liquidi) BURRI (grassi semisolidi) GRASSI (solidi) ANIMALE SINTETICA

16 Materie prime>lipidi>esteri Oli Vegetali Olio di: Arachidi Mandorle Oliva Ricino Sesamo Presenti nella Farmacopea Ufficiale Avocado Crusca e germe di riso Germe di grano Soia Facile ossidabilità aggiunta efficaci antiossidanti; impiego di oli con basso numero di acidità e di perossido Controllo della temperatura, assenza di luce e di agenti perossidanti durante la lavorazione

17 Materie prime>lipidi>esteri OLIO DI ARACHIDE Estratto dai semi sgusciati di Arachis hypogaea Contiene acido oleico, linoleico e palmitico Usato in cosmesi come componente lipidico in emulsioni, unguenti, lipogeli. E necessaria l aggiunta di antiossidante OLIO DI AVOCADO Estratto dalla polpa del frutto di Persea gratissima Contiene acido oleico, linoleico, palmitico, stearico Eccellente emolliente, grazie al suo contenuto in vitamine, lecitina e insaponificabile Protezione dai raggi solari, riepitelizzazione Usato come componente lipidico per oleoliti, unguenti, emulsioni per pelli secche, devitalizzate e nei prodotti solari

18 Materie prime>lipidi>esteri OLIO DI SESAMO Si estrae dai semi di Sesamum indicum Olio eccellente grazie alla quota insaponificabile (fitosteroli, sesamolo) Usato in oleoliti ed emulsioni per prodotti solari OLIO DI RICINO Si estrae dai semi di Ricinus communis Usato per la produzione di saponi, come plastificante in preparazioni per unghie, solventi per smalti, brillantine, rossetti, cosmetici per ciglia.

19 Materie prime>lipidi>esteri Burri Vegetali BURRO DI KARITÈ: Estratto dal seme del Butyrospermum parkii Preparati eudermici (smagliature, pelli secche, ragadi), protezione solare, massaggi sportivi BURRO DI CACAO: Estratto dai semi del Theobroma cacao Stick per labbra, rossetti e altri cosmetici Eccellente emolliente

20 Materie prime>lipidi>esteri Trigliceridi Animali Uso notevolmente ridotto negli ultimi anni: Animalisti BSE ( mucca pazza ) decreti rendono difficoltoso l uso del sego bovino OLIO DI BALENA OLIO DI PIEDE DI BUE OLIO DI TARTARUGA Trigliceridi di Sintesi Trigliceride SATURO e FLUIDO C 10 -C 18 Trigliceride con ACIDI A CATENA CORTA C 8 -C 10

21 Materie prime>lipidi>esteri Gli Esteri glicerici in Cosmesi Occupano un posto d elezione nel settore dei lipidi cosmetici ANCHE SE: Struttura molto grossa impedimento sterico Difficile emulsionabilità Difficile stendimento sulla pelle Acidi grassi insaturi ossidazione e irrancidimento Trigliceridi naturali spesso colorati e con odore non sono copribile Trigliceridi saturi fluidi di sintesi

22 Materie prime>lipidi>cere Le cere Cere = sostanze lipidiche che a temperatura ambiente si presentano allo stato solido definizione puramente commerciale Non tutte le cere sono solide a temperatura ambiente! Esteri tra acidi grassi e alcoli grassi a lunga catena Cere solide: cera d api Cere molli: lanolina Cere liquide: jojoba Raramente le cere sono composte solo da esteri (cere esatte cera jojoba e spermaceti); sono miscele di esteri, acidi liberi, alcoli liberi e idrocarburi.

23 Materie prime>lipidi>cere Le cere VEGETALI: Tipiche delle piante che crescono in zone tropicali ANIMALI DI SINTESI Tra le cere vegetali, quelle solide incrostano le cellule epidermiche dei vegetali, rendendole impermeabili all acqua. Le cere liquide fanno parte del seme

24 Materie prime>lipidi>cere Le cere Vegetali CERA CARNAUBA E ottenuta dalla pagina inferiore delle foglie della Palma carnauba (Brasile) Si presenta in pezzi duri ma fragili, odore caratteristico, colore gialloverdognolo Usata in sticks e unguenti CERA CANDELILLA E ottenuta da una pianta del Messico Settentrionale, Texas E di colore grigio-bruno, colore aromatico, dura, fragile, brillante Usata in sticks e unguenti

25 Materie prime>lipidi>cere CERA JOJOBA, cera liquida Si estrae dai semi di Simmondsia chinensis A temperatura ambiente è un liquido limpido e giallo, inodore e insapore, esente da irrancidimento Usata in shampoo e balsami, impacchi, condizionanti dopo shampoo. Utile per ammorbidire la pelle, per massaggi lenitivi e tonici, solari protettivi, oli da bagno, fards. La TOTALE ASSENZA DI GLICERINA indica che non si tratta di un olio di seme, ma di una cera liquida Può essere idrogenato dando una cera bianco cristallina che contrasta con i colori delle altre cere spesso ricche di impurezze. Particolarmente dura e con un alto punto di fusione. In cosmesi la cera idrogenata di jojoba può sostituire lo spermaceti, la cera d api e le cere vegetali.

26 Materie prime>lipidi>cere Le cere Animali SPERMACETI Un tempo si credeva che la massa trovata galleggiante sul mare fosse sperma di balena (cetus). E ricavato dal materiale contenuto nelle cavità pericraniche del cetaceo. Costituito da palmitato di cetile, è una massa traslucida bianca, untuosa. Usato per unguenti, creme protettive ed emollienti, creme da giorno; usato nei rossetti riduce l effetto untuoso. E riportato in Farmacopea CERA D API Secrezione dell Apis mellifica, estratta dal favo per immersione in acqua calda: la cera galleggia sull acqua. Massa solida gialla, giallo-bruno. Si usa per creme, rossetti. La cera vergine può dar luogo a sensibilizzazioni allergiche per il contenuto in pollline.

27 Materie prime>lipidi>cere LANOLINA Cera che, secreta dalla pelle di pecora, si accumula sulla lana (la sua funzione sul vello delle pecore, per la sua azione protettiva ed emolliente, è di mantenerlo soffice e protetto dagli agenti atmosferici) da cui viene estratta con sapone e solventi. Massa solida untuosa e filamentosa Miscela complessa di ESTERI (93%) ALCOLI (potenzialmente allergenizzanti) soprattutto sterolici e triterpenici es: lanosterolo, (4%), ACIDI GRASSI e IDROCARBURI. Potere emulsionante dovuto agli ALCOLI Sterolici e Triterpenici. E insolubile in acqua, ma è in grado di assorbirne se miscelata ad essa Usata come emulsionante e come emolliente per emulsioni, paste, sticks e sapone. E riportata in Farmacopea.

28 Materie prime>lipidi>alcoli grassi Alcoli Grassi ALCOL OLEICO Liquido oleoso, limpido, incolore, inodore. In natura si trova nell olio di pesce; si ottiene anche per sintesi. Buone capacità disperdenti; usato come solvente e disperdente di coloranti in sticks per labbra E alcol solubile (dopo barba) OTTIL DODECANOLO Liquido oleoso, limpido, inodore, incolore. Spiccato potere solvente Si usa in oleoliti, emulsioni fluide, prodotti per bagno, rossetti e fondo tinta

29 Materie prime>lipidi>acidi grassi Acidi Grassi STEARINA Miscela costituita da acido stearico e palmitico usata come tale in creme evanescenti o come lipide opacante in in emulsioni salificata con alcali per ottenere sticks, schiuma da barba. costituisce la base delle creme asciutte adatte a pelli grasse, delle creme per mani e per piedi: 5-10% associata ad un olio leggero Acido stearico ACIDO OLEICO Olio incolore o giallo paglierino Usato come tale in creme evanescenti, creme o schiume da barba, saponi

30 Intervallo di fusione: Grassi - oli I lipidi: caratteristiche chimicofisiche Numero di Iodio: grammi di iodio assorbiti da da 100 grammi di lipidi: Indica il grado di insaturazione di acidi grassi presenti nel lipide > n. di iodio > presenza di doppi legami > fluidità sulla pelle Numero di saponificazione: milligrammi di KOH necessari per saponificare completamente un grammo di lipide Numero di acidità: milligrammi di KOH necessari per neutralizzare gli acidi grassi liberi presenti in un grammo di lipide. E indice della qualità di un lidide: > è il numero di acidità > degradazione del grasso % insaponificabile: frazione di lipide non attaccata da KOH

31 I Lipidi: Termini Utili SAPONIFICAZIONE: reazione di scissione degli esteri operata con la quantità di alcali necessaria per salificare tutto l'acido che si libera assieme al corrispondente alcool. Nelle normali condizioni di saponificazione di un lipide gli esteri sono scissi FRAZIONE INSAPONIFICABILE componenti che hanno la caratteristica comune di non formare saponi se trattati con una base forte (NaOH o KOH) concentrata a caldo.

32 L'Olio di Oliva è, fra gli oli vegetali, uno dei più ricchi di frazione insaponificabile: effetti funzionali più specifici e più evidenti dei soli trigliceridi Parte più interessante dal punto di vista cosmetico Nutrimento Protezione pelle secca, disidratata, devitalizzata, con righe e smagliature. Prevenzione degli eritemi, contro arrossamenti sulla cute infantile e nel trattamento di screpolature, geloni, ecc.. Tra tutti i componenti della frazione insaponificabile si studiano principalmente gli steroli (ma anche eritrodiolo e alcooli alifatici superiori) che caratterizzano qualitativamente e quantitativamente le differenti sostanze grasse SOFISTICAZIONE

33 Gli Insaponificabili in Cosmesi FOTOPROTETTIVI, RIEPITELIZZANTI DECONGESTIONANTI Prodotti solari e doposole, STABILIZZANTI NELLE EMULSIONI Emulsionanti di sostegno in emulsioni A/O, O/A EMOLLIENTI, AMMORBIDENTI SEBORESTITUTIVI Pelli secche, disidratate, delicate e sensibili Insaponificabile di olio di oliva, avocado, soja, germe di frumento, di sesamo e di burro di karitè

34 Impieghi topici insaponificabili di AVOCADO: trattamento tonificante e defaticante della pelle. Per pelli secche, disidratate, rilassate, con rughe e smagliature SOIA: per pelli senili, disidratate e rilassate OLIVO: lenitivo, seborestitutivo, ammorbidente; azione schermante adatto a prodotti solari, trattamento di eritemi Condizionante e sostantivante sui capelli COMPONENTI AVOCADO SOIA OLIVO KARITE Idrocarburi (squalene karitene) 5% 5% 76% 84% Fitosteroli (Campesterolo stigmasterolo) 12% 35% 9% 3% Alcoli triterpenici (β-amirina, parkeolo, cicloartenolo) 40% 50% 7% 13% Tocoferoli 1% 10% tracce tracce Caroteni Altri 0,03% 0,02% tracce Tracce 42% - 8% -

35 I Lipidi in Cosmesi OLELOITI: I lipidi costituiscono il 100% della struttura formulativa EFFETTO LUBRIFICANTE RIEMPIMENTO DELLA FASE LIPIDICA NEI SISTEMI BIFASICI ECONOMICITÀ DEGLI OLI MINERALI IDROCARBURICI RESISTENZA ALL IRRANCIDIMENTO DEI PRODOTTI SATURI VERSATILITÀ DEI PRODOTTI DI SINTESI SPALMABILITÀ, SCORREVOLEZZA, UNTUOSITÀ

36 La Sebosimilità L insieme dei lipidi cutanei è costituito da un complesso composto di squalene, trigliceridi, esteri cerosi, alcoli sterolici, acidi grassi, ceramidi Sebosimile sarà quindi una corretta miscela di lipidi e non certo un solo lipide!

37 La Comedogenicità e la Acneicigità Chiusura del follicolo sebaceo con comparsa di pustole Follicolite provocata da sostanze irritanti che danneggiano il follicolo e consentono al sebo di determinare nella cute una reazione tossica. Insorge dopo settimane Insorge rapidamente Rischio maggiore quando il cosmetico è destinato alla pelle grassa: il fenomeno si nota per alte dosi di alcuni lipidi concentrazione non superiore al 5%

38 OLIO DI VASELINA E VASELINA Si emulsionano bene Danno creme bianche e stabili Non irrancidiscono Costano poco Cultori della cosmesi su base naturale: Oli e grassi vegetali, più sebosimili Risposta reologica migliore Prodotti di sintesi LA SCELTA AL FORMULATORE!!